로켓은 자기가 쓸 연료까지 짊어지고 올라갑니다. 그래서 속도와 무게의 관계가 선형이 아니라 로그입니다 — 이 한 줄이 위 열두 장면 전부의 배경입니다.
6% 안에서 화물을 늘리려면 구조를 깎아야 하고, 구조를 깎으면 부러집니다. 여유(마진)를 어디서 얼마나 뺄 것인가가 곧 로켓 설계의 전부인 이유입니다. 위 장면들이 하나씩 짚는 것이 그 “어디서” 열두 곳입니다.
질량비 16배를 한 덩어리로 만드는 건 사실상 불가능합니다. 빈 탱크와 엔진만 해도 6%를 넘기 쉽습니다. 그래서 다 쓴 통을 버립니다 — 버리는 순간 mₑ 가 줄어 남은 단의 질량비가 다시 좋아집니다.
재사용은 이 계산을 거꾸로 누릅니다. 착륙용 연료와 다리·열차폐를 끝까지 지고 가야 하므로 같은 로켓의 화물이 줄어듭니다. 재사용이 “공짜로 싸지는 것”이 아니라 화물을 팔아 회수를 사는 거래인 이유가 여기 있습니다.
기준일을 100으로 놓고 그린 선입니다. 통화가 서로 달라 지수로 겹쳤습니다.
위 1막이 계산하는 건 엔진을 여러 대 묶어 만드는 여유입니다. 그 묶음이 실제로 어떻게 생겼는지, 라이선스가 확인되는 사진으로 짚습니다.
전시 중인 팰컨9 1단을 아래에서 올려다본 것입니다. 촬영자 설명 그대로 고리에 여덟 대, 가운데 한 대가 물려 있습니다. 그을음이 새카맣게 앉은 건 실제로 날았다 돌아온 기체라서고요.
밑으로 지나가는 사람을 보십시오. 노즐 하나가 사람 키만 합니다. 이만한 걸 아홉 개 묶어 놓은 게 위 계산의 9기 쪽이고, 스타십 1단은 같은 발상으로 33기를 묶습니다.
왜 묶느냐 — 한 대의 신뢰도를 끌어올리는 것보다 여러 대를 두는 게 싸기 때문입니다. 위 기본값에서 엔진 하나가 98.0%인데, 이륙에 필요한 최소가 22기라 11기가 죽어도 임무는 갑니다.
같은 회사 마당에 엔진 둘이 나란히 서 있습니다. 왼쪽이 멀린(위 사진의 그 아홉 대), 오른쪽이 랩터입니다. 오른쪽이 눈에 띄게 크고, 위쪽 배관이 훨씬 빽빽합니다.
위 계산이 쓰는 33기 × 230 tf가 오른쪽 물건입니다. 33대를 합치면 이륙 추력 7,590 tf, 이륙질량 5,000 t을 들어 올려 이륙 TWR 1.518이 나옵니다 — 겨우 1을 넘깁니다. 로켓이 처음에 그렇게 느리게 떠오르는 이유입니다.
뒤에 자판기가 서 있는 게 보이실 겁니다. 특별한 시설이 아니라 공장 마당에 세워 둔 것입니다.